Цели обучения
После изучения данного пособия обучаемые смогут:
объяснить принцип построения электрической схемы собственных нужд; объяснить принцип резервирования электрической схемы собственных нужд;
назвать конструктивные элементы трансформаторов.
Объяснить принцип организации питания схемы собственных нужд, ее резервирования, устройство и назначение конструктивных элементов трансформаторов СН.
Введение
Особенности выполнения схем питания собственных нужд АЭС тесно связаны с технологическим циклом производства электроэнергии на АЭС с различными типами ядерных реакторов. На блоках Балаковской АЭС применена технологическая схема с водоводяными реакторами (ВВЭР). Исходя из этого и выбрана электрическая схема питания шин собственных нужд.
Нормальная работа, пуск, останов, аварийное расхолаживание реакторных установок обеспечиваются многочисленными механизмами поэтому к схемам питания приводов механизмов предъявляются повышенные требования надёжности.
Основным напряжением, применяемым в схемах собственных нужд, являются 6.0 кВ (для электродвигателей мощностью более 200 кВт) и 0,38 кВ для остальных электродвигателей и 0,23 кВ для освещения.
Назначение трансформаторов СН и РТСН
В зависимости от требований надёжности электроснабжения потребители собственных нужд АЭС разделяются на три группы.
Первая группа - потребители, требующие повышенной надёжности электроснабжения, не допускающие перерыв питания более чем на доли секунды во всех режимах, включая режим полного исчезновения напряжения переменного тока от рабочих и резервных трансформаторов собственных нужд и требующие обязательного наличия питания после срабатывания АЗ реактора.
К этой группе относятся: КИП реактора и его систем, автоматика защиты реактора, привода быстродействующих клапанов, некоторые системы дозиметрии, часть аварийного освещения.
Вторая группа - потребители, требующие повышенной надёжности электроснабжения, не допускающие перерыв питания на время, определяемое условиями безопасности, аварийного расхолаживания (десятки секунд) и требующие обязательного наличия питания после срабатывания АЗ реактора.
К этой группе относятся: механизмы обеспечивающие аварийное расхолаживание реактора и локализацию аварий в различных режимах, включая максимальную проектную аварию (МПА). Сюда же относятся механизмы, обеспечивающие охлаждение ГЦН, часть нагрузки спецвентиляции и аварийного освещения, часть потребителей турбоагрегатов, от которых зависит их надежная остановка и сохранность при аварийном обесточивании.
Третья группа-потребители, не предъявляющие повышенных требований к надёжности электроснабжения, допускающие перерывы питания на время автоматического ввода резерва (АВР) и не требующие обязательного наличия питания после срабатывания АЗ реактора.
К этой группе относятся: большая часть нагрузки СН обеспечивающей основной технологический процесс энергоблока, в том числе приводные электродвигатели ГЦН, механизмы допускающие перерыв питания на время действия АВР и на время отключения короткого замыкания. Третья группа потребителей на АЭС идентична обычным потребителям первой категории по правилам устройства электроустановок и называется также потребителями нормальной эксплуатации.
В режиме нормальной эксплуатации для потребителей собственных нужд АЭС первой, второй и третьей групп предусматривается питание от рабочих трансформаторов с.н.(ТСН), а в случае их отключения - от резервных трансформаторов с.н.(РТСН), связанных с сетью энергосистемы.
Принципиальная схема включения трансформаторов
Потребители собственных нужд АЭС первой, второй и третьей группы в режиме нормальной эксплуатации получают питание от трансформаторов собственных нужд, присоединенных отпайкой между генераторным выключателем и блочным трансформатором (рис. 3.1.01.). Никакой коммутационной аппаратуры в отпайке не предусматривается. Генераторный же выключатель необходим по следующим соображениям:
при отключении генератора сохраняется питание с.н. от рабочего трансформатора с.н.;
уменьшается количество операций высоковольтными воздушными выключателями распределительного устройства схемы выдачи мощности в систему, так как останов и включение генератора могут производится генераторным выключателем;
уменьшается количество операций выключателями рабочего и резервного питания на секциях бкВ,так как рабочий трансформатор с.н. используется для пуска и останова блока.
На некоторых действующих АЭС генераторный выключатель в схемах энергоблоков не установлен, так как вовремя их ввода в эксплуатацию отсутствовали надежные выключатели на большие номинальные токи. В настоящее время в качестве генераторного выключателя широко применяется специальный коммутационный аппарат КАГ-24.
Выбор места присоединения резервных трансформаторов с.н. непосредственно влияет на надёжность электроснабжения с.н. Необходимо так присоединять резервные трансформаторы с.н., чтобы при любой аварии в электрической части по возможности сохранилось резервное питание секций с.н. даже при отключении всех генераторов, т.е. РТСН должны подключаться к сборным шинам повышенного напряжения, имеющие связь с системой по ЛЭП ВН.
повреждении или отказе воздушного выключателя;
На Бал.АЭС резервные трансформаторы получают питание от одного распределительного устройства напряжением 220кВ (рис. 3.1.03.). При этом выполнены условия, исключающие возможность потери обоих трансформаторов при: ремонте или аварийном повреждении одной системы шин ОРУ 220кВ.
Число рабочих и резервных трансформаторов, их тип выбраны с учётом количества секций нормальной эксплуатации, технико-экономического обоснования и соблюдения регламента по эксплуатации реакторной установки (рис. 3.1.02.).
Количество секций нормальной эксплуатации 6.ЗкВ на блоке выбрано 4 (ВА, ВВ, ВС, BD) в зависимости от числа главных циркуляционных насосов первого контура. Каждая секция должна иметь рабочий и резервный источник питания.
Мощность рабочих трансформаторов с.н. выбрана с учётом всей присоединённой нагрузке с.н. без перегрузки отдельных обмоток.
Мощность резервных трансформаторов с.н. выбрана из расчета замены рабочего трансформатора с.н. блока и одновременно пуска или останова другого блока.
3.1.01. Схема соединения трансформаторов собственных нужд (ТСН)
3.1.02. Принципиальная схема энергоснабжения С.Н. 6кВ
На блоках Балаковской АЭС установлены рабочие трансформаторы собственных нужд (ТСН) типа ТРДНС-63000/220-72У1 (трехфазный, с расщепленной обмоткой, с дутьевым охлаждением, двухобмоточный, с регулировкой напряжения под нагрузкой).
Резервные трансформаторы сформированы в две группы (рис. 3.1.02,03.). Первая группа, имеющая оперативное наименование 1РТСН-1,2, состоит из двух трансформаторов типа ТРДЦН-63000/220.
Вторая группа резервных трансформаторов с.н., имеющая оперативное наименование 2РТСН-1,2 состоит из двух трансформаторов типа ТРДЦН-63000/220.
Количество резервных магистралей соответствует количеству секций нормальной эксплуатации. Оперативное наименование резервных секций BL, ВМ, BN, ВР (рис. 3.1.02.).
Перевод питания секций нормальной эксплуатации с рабочего на резервное можно осуществлять без перерыва питания. Однако при включении на параллельную работу ТСН и РТСН следует учитывать, что в замкнутом контуре из последовательно включённых ТСН, трансформатора блока, автотрансформатора связи и РТСН неизбежно возникает уравнительный ток, связанный с фазовым сдвигом напряжений вторичных обмоток ТСН и РТСН.
На резервной магистрали имеются секционные выключатели между блоками 2 и 3, придающие достаточную оперативную гибкость схеме резервного питания с.н. Оперативное наименование секционных выключателей 3BL12A; 3ВМ12А; 3ΒΝ12Α; 3ВР12А (рис. 3.1.02.).
Выключатели установлены в РУСН 6 кВ ЭЭТУ отм.9.6. бл.3.
